我国煤制天然气现状与前景分析

介绍了我国煤制天然气产业的发展现状和发展趋势;重点分析了空分、气化、变换、净化、甲烷化等间接煤制天然气技术的工作原理及各技术在我国的应用情况;提出了该技术在工厂大型化、厂址选择及管网建设、二氧化碳排放及环保等方面的问题。     

低阶煤在煤液化衍生油中的热萃取性能

以煤液化油衍生油为溶剂,在热萃取装置上研究了大唐胜利褐煤等低阶煤的热萃取性能,考察了热萃取温度、热萃取时间、溶煤比、溶剂类型和煤种等因素对煤热萃取性能的影响,同时对大唐胜利褐煤在热萃取过程中氧元素的脱除情况进行了研究.结果表明:煤的热萃取率随温度升高而明显增加,由340℃时的18.7%(daf)增加到430℃时的59.5%(daf),而固体热萃取物回收率在390℃时达到最高值32.4%(daf),反应停留时间以60 min为宜,溶剂与煤的合适质量比为5∶1,在煤液化加氢循环溶剂中具有较高的热萃取率.热萃取过程中大唐胜利5#煤中氧元素的脱除率可达23%(daf).     

新型合成气甲烷化催化剂La2O3-ZrO2-Ni/Al2O3的制备与性能

针对常规合成气甲烷化催化剂高热结构稳定性差、活性低、适应性差等不足,本文创新地引用稀土金属氧化物La₂O₃复配过渡金属氧化物ZrO₂作为多功能复合助剂,利用反向沉淀法制备了新型合成气甲烷化催化剂La₂O₃-ZrO₂-Ni/Al₂O₃,同时制备催化剂Cr₂O₃-Ni/Al₂O₃作为参照组。采用X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）表征了催化剂的微观结构,并利用N₂吸附仪（BET）测量催化剂经高温水热处理前后的微孔结构参数,以考察催化剂的高热结构稳定性。结合国内某大型煤制天然气项目工艺特征和运行实践,应用Aspen Plus软件模拟了四段甲烷化工艺理论平衡值。基于自主固定床合成气甲烷化评价实验装置,考察了反应压力、空速和原料气H₂O(g)含量等因素对La₂O₃-ZrO₂-Ni/Al₂O₃催化性能的影响,并开展了1000h长周期寿命评价实验。结果表明,La₂O₃-ZrO₂-Ni/Al₂O₃比Cr₂O₃-Ni/Al₂O₃具有更优的高热结构稳定性;可使CO和CO₂反应达到或接近催化剂床层出口温度下的理论平衡状态,呈现显著的宽温活性;活性组分NiO晶粒尺寸介于7~10nm,分散度较高;对反应压力、空速和原料气H₂O(g)含量的变化不敏感,具有良好的操作弹性;1000h反应后仍能保持较高的活性和稳定性。     

基于固定床气化废水的褐煤水热提浓制浆

针对煤化工产业存在的"煤头水尾"制约难题,提出采用水煤浆气化技术耦合消纳褐煤（末煤）和废水的思路。对某代表性煤制合成天然气示范项目（SNG）固定床气化装置的5组褐煤及8组废水（W1~W8）、参照组去离子水（W0）进行了组分分析和直接制浆试验,并开展了水热处理制浆试验。研究结果表明：褐煤固定床气化废水有机质和盐含量总体较高,W8固含量达35.1%。褐煤直接制浆时,W1~W7所制水煤浆浓度介于46%~53%,与W0的制浆效果相当,W8所制水煤浆的浓度低于45%;褐煤经300℃水热处理后,分别采用W0和W4的制浆浓度总体超过58%、56%,比直接制浆浓度提高5.5%~11.7%（绝对值）,满足水煤浆气化需求。本研究思路有利于耦合利用褐煤与废水,进而拓宽褐煤（末煤）的应用范围和促进废水的资源化、减量化。     

褐煤水煤浆提浓制备工艺研究

针对采用内蒙古某矿褐煤制浆存在浓度低(49.0%),无法满足水煤浆气化炉正常开车需求的现状,通过对制浆温度、添加剂及粒度级配的优化研究,确立了褐煤提浓制浆工艺条件,并应用Aspen Plus软件模拟提浓前后水煤浆气化指标。研究结果表明:采用优化的粒度级配方案,选用质量分数0.5%改性萘系添加剂复配0.4%降黏助剂,在50℃下制浆,褐煤水煤浆最高浓度可达54.1%,相比优化前制浆浓度提高5.6%;提浓后水煤浆的合成气产量、冷煤气效率模拟指标分别为78.07%和70.25%,显著优于现场煤浆相应指标。     

300kt/a合成氨系统节能分析

新建300 kt/a合成氨系统采用两段式加压干煤粉气化、耐硫变换及低温甲醇洗气体净化、液氮洗合成气精制、低压(15.0 MPa)氨合成、串级斯科特硫回收以及氨法烟气脱硫等国内外先进的工艺和技术。通过采用洁净煤气化和能源梯级利用技术对企业进行原料和动力结构调整,实现原料煤多元化,降低了成本,提高了效益。整套装置工艺先进,技术可靠,具有节能、环保、经济、可持续发展等优点。     

合成气完全甲烷化催化剂的研究现状

以天然气供应多元化和煤炭清洁高效利用为目标,煤制合成天然气受到重视,合成气完全甲烷化是煤经合成气制天然气的关键技术,而甲烷化催化剂是其核心要素。合成气甲烷化催化剂的主流催化剂为镍基催化剂,常用助剂为稀土氧化物、过渡金属和碱土金属,载体为Al2O3、Si O2、Zr O2、Ti O2或复合氧化物,制备方法为干混法、浸渍法、沉淀法及溶胶-凝胶法。国内外主要研究热点是提高甲烷化催化剂在固定床反应器中的高温、高压及高空速条件下的稳定性和机械强度。建议深入研究催化剂的烧结机理及助剂作用机理,探索新的制备方法,开发新型高温甲烷化催化剂;对于强放热的煤制合成天然气工艺,也应加大流化床甲烷化技术及催化剂的开发。     

高温防腐涂料与热障防腐涂层技术的研究进展

综述了国内外耐高温防腐有机、无机和有机-无机复合涂料和热障防腐涂层技术的研究与应用的新进展,介绍了有机硅树脂、有机氟树脂、无机硅酸盐基涂料、无机磷酸盐基涂料、陶瓷涂层和搪瓷涂层的发展现状和前景.     

10.6μm激光器一级输出高衍射效率闪耀光栅的研制

建立了实际刻划光栅的物理模型,给出了相应的衍射效率表达式,并研制出了在Littrow安装下一级衍射效率达到97．2％的大功率10．6μm红外激光器用反射式闪耀光栅。实际刻划光栅通常都存在零级面,采用傅里叶分析方法可以推导出计算带有零级面的闪耀光栅衍射效率的一般表达式,由理论分析可知,零级面是造成闪耀光栅衍射效率下降的原因之一。在工艺过程中．通过加大刻划负载使零级面减小,加大侧向压力强化对闪耀面的抛光等,是提高光栅刻槽质量和衍射效率的有效途径。     

合成气甲烷化工艺技术研究进展

合成气完全甲烷化技术是煤制天然气特有的技术,按照反应器类型,合成气甲烷化工艺可以分为绝热固定床、等温固定床、流化床和浆态床等工艺,其中绝热固定床甲烷化工艺成熟并广泛应用于煤制天然气项目。本文介绍了多种绝热固定床甲烷化工艺,并比较了5种高温绝热固定床甲烷化工艺的流程、技术特点和应用情况。随着研究工作的不断深入,国内绝热固定床甲烷化技术达到了国际技术同类水平,具备了工业化应用条件,但还需在节能降耗、提高催化剂寿命方面加大研究力度。还概述了等温固定床、流化床和浆态床甲烷化工艺,分析了等温固定床、流化床和浆态床甲烷化工艺存在的问题,并指出了后续研究重点,等温固定床工艺应在反应温度控制和反应器开发方面深入研究,流化床甲烷化工艺研究重点放在开发高强度催化剂和工程化放大方面,浆态床甲烷化工艺需要重点研究解决CO转化率较低和催化剂损耗严重的问题。